日本的建筑業(yè)面臨著勞動(dòng)力短缺的問題。為此，日本清水建設(shè)公司23日向外界展示了包括焊接機(jī)器人（Robo Welder）和巴迪機(jī)器人（Robo Buddy）在內(nèi)的幾款建筑機(jī)器人，其中一個(gè)機(jī)器人已經(jīng)在建筑工地上應(yīng)用。

焊接機(jī)器人（Robo Welder）

這些機(jī)器人“身懷絕技”，但基于建筑工程的多樣性、精致性和復(fù)雜性，機(jī)器人目前僅能處理全部建筑工程工作量的1%，借助機(jī)器人“實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)徹底變革”的說(shuō)法為時(shí)尚早。

已進(jìn)駐建筑工地：為了安全 只上“夜班”

在這幾款機(jī)器人中，把木板搬進(jìn)電梯的機(jī)器人已首先進(jìn)駐建筑工地使用，但出于安全和監(jiān)管方面的考慮，機(jī)器人的使用被限制在人類工人下班后的夜班。

在扭螺栓的場(chǎng)景中，扭螺栓機(jī)器人展示了它們的優(yōu)勢(shì)。人類工人必須用一只手和頭來(lái)支撐木板，把螺栓含在嘴里，并用另一只手握著扳手，才能將一塊木板固定在相應(yīng)的位置。巴迪機(jī)器人看起來(lái)就輕松得多：它使用吸盤來(lái)拾取一塊木板，在傳感器的幫助下把木板準(zhǔn)確地放置在相應(yīng)位置，同時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂，將木板用螺栓固定，扭完一處螺栓移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)重復(fù)操作。

清水建設(shè)公司預(yù)計(jì)，如果展示的機(jī)器人都能順利工作，未來(lái)它們所執(zhí)行的每項(xiàng)任務(wù)所需的工人數(shù)量都可以比目前減少1/3或1/4。

期待徹底變革：目前僅能夠處理工作量的1%

此前，澳大利亞砌磚機(jī)器人“哈德良”面世時(shí)，就有建筑機(jī)器人將“實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)徹底變革”的呼聲。但清水建設(shè)公司執(zhí)行總裁Masahiro Indo認(rèn)為，這個(gè)判斷過(guò)于樂觀。他指出，建筑工程多樣復(fù)雜，機(jī)器人目前僅能夠處理全部建筑工程工作量的1%。目前，對(duì)建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，試圖讓機(jī)器人處理建筑工程工作量的10%已是極大的挑戰(zhàn)，而且還面臨成本過(guò)高的風(fēng)險(xiǎn)。

他解釋說(shuō)，雖然機(jī)器人應(yīng)用在制造業(yè)特別是汽車工廠中很常見，但相比之下，建筑工地使用的機(jī)器人必須四處走動(dòng)，雖然它們執(zhí)行的任務(wù)多數(shù)也是重復(fù)的，但它們?nèi)皂氁驊?yīng)建筑物的不同設(shè)計(jì)，來(lái)應(yīng)對(duì)不平坦的地面和曲折的行走路線。

機(jī)器人未來(lái)：向工業(yè)傾斜

盡管如此，清水建設(shè)公司認(rèn)為，機(jī)器人在建筑工地，特別是城市建筑中的應(yīng)用仍有積極的意義，因?yàn)槌鞘薪ㄖ酁楦邔咏ㄖ?，每個(gè)樓層的建設(shè)工作基本上是重復(fù)的，使用機(jī)器人可緩解建筑工人短缺，幫助減少建筑安全風(fēng)險(xiǎn)。

目前，在使用德國(guó)庫(kù)卡機(jī)器人公司制造的機(jī)器人的基礎(chǔ)上，清水建設(shè)公司也正在開發(fā)自己的人工智能系統(tǒng)。目前，日本大部分機(jī)器人項(xiàng)目的研發(fā)都集中在娛樂和陪伴機(jī)器人上，比如軟銀公司的“胡椒”（搞清潔、做飯還會(huì)談話）和豐田公司的Kiribo Mini（主打情感陪伴）。但日本相關(guān)官員已在多個(gè)場(chǎng)合表示，將把開發(fā)用于工業(yè)的機(jī)器人作為國(guó)家的優(yōu)先事項(xiàng)。

山姆100：一小時(shí)砌400塊磚

砌磚機(jī)器人山姆100由美國(guó)的建筑機(jī)器人公司研發(fā)，能在一小時(shí)內(nèi)砌好300~400塊磚，每天能砌3000塊磚，速度是普通砌磚工人的5~6倍。目前，山姆100已經(jīng)制造出商業(yè)版本，每套售價(jià)約50萬(wàn)美元。

砌磚機(jī)器人山姆100

整套山姆100系統(tǒng)包括傳送帶、砂漿泵、噴嘴和機(jī)械臂。磚塊運(yùn)到機(jī)械臂時(shí)就已經(jīng)由噴嘴抹好了水泥，機(jī)械臂只需將磚壘起來(lái)就行。其原理是利用一組算法，測(cè)量機(jī)械臂的傾斜角度、速度和方向，利用傳感器感應(yīng)位置，利用激光作為機(jī)器臂的錨點(diǎn)，引導(dǎo)機(jī)器臂在工作空間的極左和極右兩側(cè)之間上下左右移動(dòng)。

山姆100系統(tǒng)最適用于建筑大面積的平墻，這些平墻常見于大學(xué)、醫(yī)院和其他大型建筑項(xiàng)目中。但山姆100也勝任某些精細(xì)建筑，比如它可以依照?qǐng)D像的像素化地圖，在墻上用磚頭筑出公司的標(biāo)志，還可以將磚塊在墻上打入或凸出約半英寸，形成一個(gè)有紋理外觀的墻面。

但山姆100是半自動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)作時(shí)還需要兩位工人幫忙，一位工人負(fù)責(zé)將磚塊放上傳送帶，另一位工人負(fù)責(zé)抹掉墻上多余的水泥。

“哈德良”：兩天能建一棟住宅

全自動(dòng)砌磚機(jī)器人“哈德良”原型由澳大利亞工程師馬克·皮瓦茨在2015年研發(fā)，并發(fā)展為“哈德良X”。它可以一天24小時(shí)不間斷工作，每小時(shí)能砌1000塊磚，兩天內(nèi)就能砌完一棟房子。

砌磚機(jī)器人哈德良

“哈德良X”采用三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）來(lái)計(jì)算房子的形狀和結(jié)構(gòu)，能夠3D掃描周圍環(huán)境，精確地計(jì)算出每一塊磚頭的位置，然后用28米長(zhǎng)的伸縮臂拿起磚頭，用壓力擠出砂漿或膠粘劑，涂在待黏結(jié)的磚塊上，按順序放置磚塊；它還可以裁切磚塊，并為電線和水管預(yù)留位置?！肮铝糥”被安裝在卡車背上，能夠在建筑工地內(nèi)自由行動(dòng)。

但“哈德良X”仍處于研發(fā)原型階段，未能生產(chǎn)出商業(yè)版本。

未來(lái)進(jìn)展：T-HR3

豐田汽車公司的第三代人形仿生機(jī)器人“T-HR3”被認(rèn)為是下一個(gè)能應(yīng)用在建筑工地的機(jī)器人。

人形仿生機(jī)器人T-HR3

T-HR3機(jī)器人高154厘米，重75千克，擁有29個(gè)機(jī)身部件，部件能夠在多個(gè)軸上移動(dòng)，可以執(zhí)行復(fù)雜的動(dòng)作?？刂普咄ㄟ^(guò)控制力量的扭矩伺服模塊以及主控系統(tǒng)，能讓T-HR3做出與控制者相同的動(dòng)作，在展示中，T-HR3能根據(jù)操控精確地構(gòu)建樂高模型。T-HR3未來(lái)可在家中、在建筑工地、在災(zāi)區(qū)和醫(yī)療機(jī)構(gòu)協(xié)助人類工作。